一種簡易溫濕度測控系統

夏斯權+谷志博+郭仕豪+張智鑫

摘 要：為了解決局域測控溫濕度數據不準確的缺陷，提出了一種簡易溫濕度測控系統，硬件部分可以由多個溫濕度采集模塊組成，并且帶有無線傳感網絡，與傳輸模塊主機設備組成網絡，把采集的溫濕度數據傳送給終端設備，極大的減少人力物力，測試返回的數據準確，整個系統運行可靠。

關鍵字：溫濕度；無線傳感網絡；測控

0 引言

溫濕度的監控在各行各業都有一定的數據要求，特別是大型糧倉、物流貨備倉、農業大棚等領域對于溫濕度的參數檢測更為嚴格。比較傳統的溫濕度數據檢測完全依靠人工去操作，對于占地面積的比較大的空間，這種操作效率非常低，測試的數據隨機性很大，不夠穩定，而且人工成本也在不斷的提升。為此本文提出一種簡易溫濕度測控系統，所述控制系統主要包括硬件部分和軟件部分，硬件部分可以設計成多個測試點模塊，每個測試點模塊上都帶有無線傳感器，作為數據傳輸的路由部分，同時還在整個控制系統中加入一個主機模塊，依采集的優先順序獲取對應測試點的溫濕度數據，最后通過主機模塊把采集的數據通過串口傳輸到監控端，這樣可以極大減少人工成本，測試的數據都是在一個波動范圍里的平均值，相對比較準確，而且穩定。

1 測控系統硬件部分

測控系統硬件部分采用技術成熟，性能穩定的電子設計方案，分為溫濕度采集主模塊和傳輸主機從模塊兩大部分。溫濕度采集主模塊如圖1所示，主要包括微處理器，溫濕度傳感器及其控制電路，還有ZIGBEE網絡傳感器。

其中使用的ZIGBEE網絡傳感器主要涉及一種無線通信技術，其目標是可以實現復雜度低、功耗低、白組織能力強的無線通信網絡。為了滿足控制系統的基本要求，本系統采用星型ZIGBEE網絡拓撲結構，它是一個單跳網絡，組成部分包括一個協調器和多個終端節點，其基本結構如圖2所示，如果任意兩個節點進行通訊，需要將數據經過協調器轉發，協調器能夠當作路由器使用。

這里的ZIGBEE模塊為了滿足大空間的數據傳輸，采用功率放大芯片的路由設備模塊，帶有2dBi或者6dBi全向天線。

傳輸主機從模塊如圖3所示，主要包括微處理器，顯示模塊，報警器，還有帶有全向天線的ZIGBEE主機設備模塊。

溫濕度采集模塊通過溫濕度傳感器實時采集被測點的溫度和濕度，微處理器把采集的數據進行處理給無線傳輸模塊。這里需要說明所有的傳輸模塊與主機設備模塊之間都要按照一定協議進行組網，只有傳輸網絡組建成功，才可以自由接發送數據。通過傳輸主機模塊把溫濕度采集模塊傳來的數據發送給遠程的監控臺，監控臺可以是PC主機或者其他可以接收的智能終端。溫濕度的高低達到一定的臨界值時，監控臺根據顯示的數據自動發出報警，這樣測控人員可以及時進行調控，從而避免不必要的損失。

2 測控系統軟件部分

溫濕度測控系統是以MSP430單片機為核心主控部件，軟件部分是采用單片機C語言編寫的模塊化程序，主要包括主程序模塊、定時器與系統時鐘設計模塊、溫濕度傳感器讀數據設計模塊、無線傳感網絡ZIGBEE設計模塊、串行口數據傳輸USART設計模塊。整個控制系統的軟件設計流程如圖4所示。

由于系統軟件編寫的代碼較多，這里僅給出主程序部分代碼如下：

voidmain（）

{

WDT_STOP（）；

USARTO_INIT（）；

Clocklnit（）；

DHll_lnit（）；

Zigbee_lnit0；

_EIINT（）；

unsignedchar dhlldatabut5]；

unsignedchar string[50]；

while（l）

{

Delay_ms（INTERVAL）；

DHll_GetData（dhlldatabuf）；

DHll_GetData（dhlldatabuf）；

sprintf《char*）string，" {node：%d，t：%d，h：%d} Yn"，NODEI

D，dhl ldatabuf[O]，dh lldatabut[2]）；

Zigbee_Send_Strin（（uchar*） string）；

3 結論

本文提出的一種簡易溫濕度測控系統，利用溫濕度傳感器組成多個溫濕度采集模塊，并且帶有無線傳輸模塊，只要一個終端設備就可以掌握整個空間區域對應的溫濕度情況，極大的減少了人力的投入，解決以往局域測控的缺陷，而且測試的數據比較準確，帶有全向天線的無線設備為系統傳輸數據的穩定性提供保障，具有一定的推廣性。endprint